[发明专利]一种利用螺旋径向偏振光束产生超手性光场的方法

权利要求书

1.一种利用螺旋径向偏振光束产生超手性光场的方法，其特征在于：通过获取螺旋径向偏振光束并进行聚焦形成超手性光场，所述螺旋径向偏振光束在光场中任意一点处的电场分量的振动方向沿着径向方向，且波前为螺旋形结构；所述超手性光场的手性增强因子大于1，且具有贝塞尔无衍射光束的特征和超分辨光学成像性；

其中，所述螺旋径向偏振光束在进行聚焦时，令获取的所述螺旋径向偏振光束依次通过环形空间滤波器、油浸透镜和光学玻璃与空气的界面；所述环形空间滤波器的中心轴与所述螺旋径向偏振光束的中心轴重合，所述环形空间滤波器的环形区域为透光区域，所述环形空间滤波器的环形区域以外为不透光区域；所述油浸透镜的中心轴与所述螺旋径向偏振光束的中心轴重合，所述油浸透镜的数值孔径大于1；所述光学玻璃与空气的界面与所述螺旋径向偏振光束互相垂直，所述光学玻璃与空气的界面与所述油浸透镜的焦平面重合；所述光学玻璃折射率与所述油浸透镜的浸油折射率相等；所述螺旋径向偏振光束经过光学玻璃与空气的界面折射以后，在空气一侧的折射角α接近并小于90度。

2.根据权利要求1所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述螺旋径向偏振光束通过将入射的径向偏振光束通过螺旋相位板后获取，或者，通过将入射的圆偏振光束通过径向偏振片后获取。

3.根据权利要求2所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述径向偏振光束在光场中任意一点处的电场分量的振动方向沿着径向方向，且波前为平面结构，所述径向偏振光束的中心轴与所述螺旋相位板的中心轴在空间位置上重合。

4.根据权利要求3所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述螺旋相位板拓扑荷数为+1或-1。

5.根据权利要求2所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述圆偏振光束的光场强度分布具有中心对称性。

6.根据权利要求5所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述圆偏振光束为左旋圆偏振光束或右旋圆偏振光束。

7.根据权利要求1所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述超手性光场具有超分辨光学成像性，所述超分辨光学成像性为利用所述超手性光场对手性分子进行二维扫描，通过测量不同空间位置的圆偏二色信号，得到手性分子的圆偏二色图像，所述圆偏二色图像的空间分辨率远小于入射光波长的二分之一。

8.根据权利要求7所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：所述圆偏二色信号通过在超手性光场手性为正的条件下测量手性分子的吸收和在超手性光场手性为负的条件下测量手性分子的吸收，并通过下述公式计算得到：

g＝2(A1-A2)/(A1+A2)

其中，g为圆偏二色信号；A1为在超手性光场手性为正的条件下测量手性分子的吸收；A2为在超手性光场手性为负的条件下测量手性分子的吸收。

9.根据权利要求8所述的产生超手性光场的方法，其特征在于：通过所述圆偏二色信号的正负识别手性分子的手性，当所述圆偏二色信号为正时，所述手性分子为左手分子，当圆偏二色信号为负时，所述手性分子为右手分子。